不同冶炼工艺生产H13钢中非金属夹杂物特征及其对力学性能的影响

采用真空感应+真空自耗(VIM+VAR)、电弧炉+炉外精炼+真空脱气+保护气氛电渣重熔(EAF+LF+VD+PESR)、EAF+LF+VD以及EAF+LF+VD+电渣重熔(ESR)等4种工艺冶炼H13热作模具钢,并进行高温扩散、轧制、奥氏体化和回火处理,研究了不同冶炼工艺生产H13钢中非金属夹杂物特征及其对力学性能的影响。结果表明:4种冶炼工艺生产的试验钢回火组织均为回火马氏体+未溶碳化物+析出碳化物;VIM+VAR工艺生产的试验钢中非金属夹杂物含量最少且尺寸较小,该钢的洁净度较高,力学性能最佳;EAF+LF+VD工艺生产的试验钢中非金属夹杂物含量最高且尺寸大,其碳化物质点易发生破碎,该钢的塑性最低。细小且数量少的非金属夹杂物在拉伸过程中不易作为裂纹源加速材料断裂,因此较高的洁净度可以提高H13钢的力学性能。

碳含量对激光熔覆CoCrFeMnNiC_(x)高熵合金涂层摩擦磨损和耐蚀性能的影响

采用激光熔覆技术在45钢基体上制备了不同碳含量(等摩尔比)的CoCrFe MnNiCx(x=0,0.03,0.06,0.09,0.12,0.15)高熵合金涂层。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、HVS-1000A型显微硬度计、RST5000型电化学工作站、UMT-2型摩擦磨损试验机等表征和测试手段研究了不同碳含量对激光熔覆CoCrFe MnNiCx高熵合金涂层物相结构、显微硬度、摩擦磨损及耐腐蚀性能的影响。结果表明,当碳含量x由0逐渐增加至0.09时,高熵合金相结构由FCC固溶体转变为FCC固溶体和M23C6相共存,合金微观组织变得细小;熔覆层硬度由183.20 HV0.2增加至223.48 HV0.2;涂层的摩擦因数降低,耐磨性能变强;腐蚀电位由-469 m V增大至-348 m V,腐蚀电流密度由14.95μA·cm-2减小为2.29μA·cm-2,耐腐蚀性增强。当碳含量x由0.09逐渐增加至0.15时,合金相结构再次转变为FCC固溶体,且合金微观组织恢复粗大状态;熔覆层硬度与耐腐蚀性降低,但耐磨性能却先减弱后增强。合金在碳含量为0.09时,硬度最高且耐腐蚀性能最强;在碳含量为0.15时,耐磨性最强。

深冷处理对H13钢组织及力学性能的影响

对H13钢深冷处理不同时间(0~4h)的组织演变及力学性能进行研究,借助XRD、SEM分析了物相及显微组织,借助硬度、冲击性能和拉伸性能试验对力学性能进行表征。结果表明,深冷处理可细化马氏体板条,促进残留奥氏体向马氏体转变以及带状碳化物析出;马氏体中C含量升高导致晶格常数增大,晶格畸变效应增强,XRD衍射峰向左移动。随着深冷处理时间的延长,强度和硬度呈上升趋势,韧性和塑性则逐渐降低;在保持硬度相同的情况下,H13钢深冷处理后与普通热处理相比,塑性相当,但强度和韧性均得到提升。

钛合金表面激光熔覆AlCoCrFeMoVTi高熵合金涂层的摩擦磨损和高温抗氧化性能

为提高钛合金的摩擦磨损和高温抗氧化性能,采用激光熔覆技术在Ti6Al4V(TC4)钛合金表面制备了近等原子比的AlCoCrFeMoVTi高熵合金(HEA)涂层。借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等分析了涂层的物相组成和显微组织;利用HDX-1000维氏硬度仪测试了熔覆层显微硬度;通过UMT-3摩擦磨损试验机和GSL-1400X型管式电阻炉分别测试了HEA涂层的摩擦磨损性能和高温抗氧化性能。结果表明,HEA涂层主要由面心立方(fcc)、体心立方(bcc)二元共晶相组成;HEA涂层最高显微硬度HV0.2为10990 MPa,是基体TC4的3.29倍;涂层摩擦系数为0.31,磨损体积为1.79×10^(-4)mm^(3),分别为基体的59.62%和12.01%;在800℃恒温下氧化50h后,HEA涂层的氧化增重为1.49 mg,仅为基体的16.37%。激光熔覆高熵合金AlCoCrFeMoVTi涂层能显著改善Ti6Al4V钛合金的摩擦磨损和高温抗氧化性能。